ความปลอดภัยของหม้อน้ำ (Boiler)

อุปกรณ์เสริมความปลอดภัยของ Boiler

            ๐ เกจ์วัดความดัน และ จุดตรวจทดสอบ

            ๐ วาล์วนิรภัย

            ๐ วาล์วลดความดัน

            ๐ เกจ์วัดระดับน้ำ

            ๐ วาล์วปิดเปิดไอน้ำ

            ๐ วาล์วปิดเปิด และเช็ควาล์วในท่อส่งไอน้ำ

ความจำเป็นของวาล์วนิรภัย

เพื่อป้องกันความดันภายใน Boiler ไม่ให้สูงเกินกว่าค่าความปลอดภัยที่ปรับตั้งไว้โดยที่วาล์วนิรภัยจะเปิดปล่อยให้ความ

ดันไอน้ำส่วนที่เกินจากค่าที่ตั้งไว้ออกสู่บรรยากาศ เป็นการป้องกันการระเบิดของหม้อต้มไอน้ำ

Bolier ทุกใบต้องมีวาล์วนิรภัยขนาดไม่ต่ำกว่า ½ นิ้วสำหรับ Boiler ขนาดเล็ก และ ¾ นิ้วสำหรับ Boiler ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น Boilerมีพื้นที่ของฮีทเตอร์มากกว่า 500 ตารางฟุต และหม้อต้มไอน้ำไฟฟ้าที่มีกำลังเกิน 500 kW ต้องมีจำนวนวาล์วนิรภัยไม่น้อยกว่าสองตัวขึ้นไป

ขนาดของวาล์วนิรภัย

ไม่ว่ากรณีใดก็ตาม ขนาดของวาล์วนิรภัยต้องสามารถปลดปล่อยไอน้ำที่ Boiler สามารถผลิตได้สูงสุด   โดยยอมให้

มีความดันเพิ่มขึ้นไม่เกินร้อยละ 6 ของความดันสูงสุดที่มีการปรับตั้งวาล์วไว้ และต้องไม่เกินร้อยละ 6 ของความดัน

การทำงานสูงสุดของระบบ Boiler น

วาล์วนิรภัยที่ใช้ใน Boiler ของเป็นวาล์วแบบที่ใช้แรงต้านความดันจากสปริงโดยตรงเท่านั้น

คำจำกัดความของวาล์วปล่อยความดันนิรภัย (Safety relief valve)

เป็นอุปกรณ์ปลดปล่อยความดันอัตโนมัติ ทำงานด้วยความดันภายในที่เพิ่มขึ้นจนถึงระดับที่ปรับตั้งไว้แล้ววาล์วจะเปิด

อย่างรวดเร็วทันที (Pop action) และยังคงเปิดกว้างขึ้นต่อไปเพื่อปลดปล่อยความดันส่วนเกินออก

นิยามศัพท์เฉพาะทางเกี่ยวกับวาล์วปล่อยความดันนิรภัย

Blow down    เป็นค่าแตกต่างของความดันที่วาล์วจะเปิดและปิด เช่น วาล์วที่เปิดที่ความดัน 200 psi และปิดที่ความดัน

195 psi จะมีค่า Blow down ที่ 5 psi เป็นต้น

กฎกติกาเกี่ยวกับการกำหนดขนาดของวาล์วนิรภัย
ขนาดของวาล์วนิรภัยของ Boiler ต้องสามารถปล่อยไอน้ำทั้งหมดที่ได้จาก Boiler (โดยกำหนดสมมติให้ใช้พลังงาน

ความร้อนสูงสุด) โดยไม่ก่อให้เกิดความดันไอน้ำเพิ่มเกินกว่าร้อยละ 6 ของความดันสูงสุดที่ปรับตั้งไว้ที่วาล์ว

ตัวหนึ่งตัวใด และต้องไม่เกินร้อยละ 6 ของที่กำหนดความดันสูงสุดไว้
๐ ต้องมีข้อความติดไว้ประจำอุปกรณ์วาล์วนิรภัยความดันสูงตามมาตรฐาน ASME

ชื่อ หรือเครื่องหมายการค้าของผู้ผลิต

๐ เลขลำดับตามการออกแบบ หรือ ชนิดของผู้ผลิต

๐ ขนาด เส้นผ่าศูนย์กลางของวาล์วเป็นนิ้ว (วัดที่ท่อทางเข้าของวาล์ว)

๐ หน่วยของความดันเป็นปอนด์ต่อตารางฟุตหรือกิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร (ความดันของไอน้ำที่ดันให้วาล์วเปิดได้)

๐ ค่า Blow down เป็น กิโลกรัม หรือปอนด์ (BD คือค่าบอกความดันที่แตกต่างกันในขณะที่วาล์วเปิดและปิด)
๐ ค่าปริมาณที่วาล์วสามารถปล่อยปริมาณไอน้ำผ่านออกเป็น กิโลกรัม หรือ ปอนด์ต่อชั่วโมง
๐ ระยะยกของลิ้นวาล์วเป็นนิ้ว ขณะที่วาล์วปล่อยไอน้ำระบายออกที่ความดันสูงกว่าค่าความดันที่ปรับตั้งไว้ร้อยละ 3

๐ จำนวนวาล์วนิรภัยที่ต้องใช้ โดยปกติหม้อต้มไอน้ำต้องมีวาล์วนิรภัยประจำหนึ่งตัวเป็นอย่างน้อย แต่ถ้ามีพื้นที่ของ

ฮีทเตอร์มากกว่า 500 ตารางฟุต ต้องเพิ่มจำนวนวาล์วมากขึ้นอีก

๐ เมื่อมีวาล์วนิรภัยไม่เกินจำนวน 2 ตัวที่มีขนาดต่างกันติดตั้งบน Boiler ร่วมกัน วาล์วตัวที่มีขนาดเล็กกว่าต้องสามารถ

ปลดปล่อยไอน้ำได้ไม่น้อยกว่าร้อยละ 50 ของวาล์วตัวใหญ่กว่า

         ๐ เมื่อใดก็ตามที่มีการติดตั้งฮีทเตอร์เพิ่มความร้อนพิเศษ (Super heater) ให้กับ Boiler โดยที่ไม่มีการติดตั้งวาล์ว

ระหว่างฮีทเตอร์พิเศษกับ Boiler จะต้องมีวาล์วนิรภัยจำนวนหนึ่งหรือสองตัวติดตั้งไว้ที่ท่อทางออกของฮีทเตอร์เสมอ

ขนาดของวาล์วนิรภัยนี้อาจคิดขนาดความจำเป็นรวมกับขนาดของ Boiler ไว้ด้วยก็ได้ โดยที่ขนาดของวาล์วนิรภัยตัว

ที่ติดกับ Boiler ต้องไม่น้อยกว่าร้อยละ 75 ของขนาดที่ต้องใช้ทั้งหมด

ตัวอย่าง สมมติว่า Boiler ขนาด 100 ตัน ต้องติดตั้งวาล์วนิรภัยสองตัวที่มีขนาดพอปลดปล่อยไอน้ำได้ร้อยละ75

 (ของ 100 ตัน) คือ 75 ตัน ฮีทเตอร์พิเศษที่ติดตั้งต่อกับหม้อต้มไอน้ำนี้ต้องติดตั้งวาล์วนิรภัยขนาด (100-75) คือ25

ตันนั่นเอง

จุดที่มีความสำคัญเป็นพิเศษ

๐ พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน

         ผิวของ Boiler ด้านที่รับพลังงานความร้อนจากแหล่งพลังงานได้แก่ ท่อน้ำ ห้องเผาไหม้ (Fire box)

ผนังของหม้อต้ม และผิวที่สัมผัสกับความร้อนของหัวจ่าย

๐ ลำดับของการปลดปล่อยความดันของวาล์วนิรภัย

         วาล์วนิรภัยของฮีทเตอร์พิเศษต้องปรับระดับความดันให้ต่ำกว่าวาล์วของ Boiler เพื่อที่ว่าจะได้มีไอน้ำไหลผ่านฮีทเตอร์

ตลอดเวลา ถ้าวาล์วของหม้อต้มไอน้ำเปิดก่อน อาจทำให้ฮีทเตอร์ขาดไอน้ำที่เย็นกว่ามาหล่อเลี้ยง ซึ่งจะเป็นผลให้ท่อไอน้ำของ

ฮีทเตอร์ร้อนจัดจนเกิดความเสียหายได้

๐ วาล์วนิรภัยของระบบนำไอน้ำกลับมาต้มใหม่ (ด้วย Reheater)

         เราไม่สามารถกำหนดขนาดของวาล์วนิรภัยของระบบการนำไอน้ำบางส่วนกลับมาต้มใหม่ด้วย Reheater ไปรวมเป็น

จำนวนเดียวกับขนาดของวาล์วที่ต้องใช้กับ Boiler และฮีทเตอร์พิเศษได้ ขนาดของวาล์วนิรภัยของระบบนำไอน้ำกลับมาต้มใหม่

ต้องไม่น้อยกว่าร้อยละ 15 ของขนาดรวมของวาล์วทั้งระบบ ขนาดรวมของวาล์วในระบบ Reheater ต้องไม่น้อยไปกว่าอัตราการ

ไหลของไอน้ำที่ออกแบบให้กับ Reheater นั้น และอย่างน้อยต้องมีวาล์วนิรภัยติดอยู่ด้านทางออกของReheater

๐ การติดตั้งวาล์วนิรภัย

         การติดตั้งวาล์วนิรภัยทุกครั้ง ต้องให้ตัววาล์วอยู่ในตำแหน่งตั้งตรงในแนวดิ่งหันปลายขึ้นฟ้า

กรณีศึกษาความสูญเสียร้ายแรงในโรงไฟฟ้าไอน้ำ

         เหตุหม้อน้ำหมายเลข 1 ระเบิดที่ โรงไฟฟ้าบ่อนไก่เก่า TPS (4 x 60 MW) โรงไฟฟ้าบ่อนไก่เก่า TPS มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ขนาด 60 MW จำนวน 4 เครื่อง เริ่มเดินเครื่องช่วงระหว่างปี 1981-1986 มีรายงานหม้อน้ำของเครื่องหมายเลข 1 ระเบิดอย่าง

รุนแรงเมื่อเวลาเช้า 05.15 น.วันที่ 23.6.91 มีสัญญาณไฟฟ้าตกที่เครื่องหมายเลข 1 และเครื่องก็หยุดจ่ายไฟฟ้า เป็นที่น่าสังเกต

ว่าไม่มีสัญญาณไฟใดๆทั้งกระแสไฟตรงหรือกระแสไฟสลับในห้องควบคุมเครื่องหมายเลข 1 เลย ไฟฟ้าสำรองที่ควรติดโดยอัต

โนมัติก็ไม่ทำงาน ผู้ควบคุมเครื่องได้รับคำสั่งให้ปิดการจ่ายน้ำมันไปที่เตาต้มหม้อไอน้ำ

ขณะเกิดเหตุ หัวจ่ายน้ำมันหัวหนึ่งในระดับ CD และหัวจ่ายน้ำมันอีก 3 หัวในระดับ AB ยังคงทำงานตามปกติ ผู้คุมเครื่อง

ได้ปิดหัวจ่ายที่ AB แล้ว ขณะที่กำลังจะไปปิดหัวจ่ายที่ CD หม้อน้ำก็ระเบิดขึ้น ผู้คุมเครื่องวิ่งหนีด้วยความตกใจสุดขีด

และตกจากชั้นระดับ 12 เมตร ไปยังชั้นระดับ 8 เมตร และพบว่ายังมีผู้ปฏิบัติงานอีกคนหนึ่งนอนหมดสติอยู่ใต้กองฝุ่น

และถ่านหินใกล้กับหม้อน้ำบนชั้นระดับ 12 เมตร

มีการต่อเครื่องจ่าย DG เข้ามาแม้จะมีเครื่อง ACจ่ายไฟฟ้าอยู่แล้วก็ตาม มีรายงานต่อมาว่าเกียร์สวิทซ์ขนาด 6.6 Kv

ตกอยู่ในน้ำจึง

ไม่สามารถใช้งานได้ในขณะนั้น อย่างไรก็ตามมีการปิดเบรกเกอร์ 6.6 Kv  และสามารถจ่ายไฟได้ใหม่

ข้อสังเกต

         ระหว่างการสอบสวนสาเหตุ พบว่า

๐ เศษเหลือจากการระเบิดที่นำออกจากเตาเผาเป็นผงถ่านและชุ่มโชกด้วยน้ำมันที่เผ้าไหม้ไม่หมด

๐ ด้านในของผนังเตาเป็นยางเหนียวของน้ำมัน

๐ พื้นที่ทำงานบริเวณหม้อน้ำเต็มไปด้วยถ่านหิน ฝุ่นขี้เถ้า และแม้แต่แผง BMS ยังเต็มไปด้วยฝุ่น

๐ ไม่มีร่องรอยของการใช้งานแผง BMS ในการปิดวาล์วเลย

๐ เครื่องจับสัญญาณเปลวไฟใช้งานไม่ได้มาหลายปีแล้ว อุปกรณ์จุดประกายไฟก็ใช้งานไม่ได้เช่นกัน

๐ ใช้ไฟจุดน้ำมันด้วยมือเมื่อต้องการติดเตา
๐ ทุกครั้งที่เครื่องมีปัญหาดับไปเอง ก็ไม่เคยมีการวิเคราะห์หาสาเหตุ

ความสูญเสียจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น

เกิดความสูญเสียดังนี้

๐ มุมของเตาด้านที่ 1 และด้านที่ 4 ฉีกเป็นรอยเปิดเหนือระดับ CD ไปจนถึงด้านบนสุดของเตา

๐ ผนังด้านหน้า และด้านซ้ายของหม้อน้ำบวมโป่งออกมา และเหล็กรัดหม้อน้ำเสียหาย

๐ ท่อด้านออกจากหม้อน้ำหลุดกระเด็นออกจากหม้อน้ำ

สาเหตุของการระเบิด

๐ เกิดความผิดพลาดในการเผาไหม้ต่อเนื่องแทนที่ระบบการทำงานของหม้อน้ำจะหยุดทำงานเอง
๐ ความผิดพลาดในการเผาไหม้ไม่ได้ถูกตรวจจับได้เนื่องจากเครื่องจับสัญญาณใช้งานไม่ได้
๐ เนื่องจากเกิดกระแสไฟฟ้าตกอย่างกะทันหัน เบรกเกอร์ของหม้อน้ำจึงตัดไฟมอเตอร์ป้อนอากาศให้กับเตา
๐ ไม่มีกระแสไฟฟ้าจ่ายเข้าตู้ไฟไม่ว่าจะเป็นกระแสไฟตรงหรือกระแสไฟสลับ ระบบเปลี่ยนใช้ไฟสำรองอัตโนมัติขนาด6.6 Kv

ไม่ทำงาน จึงไม่มีกระแสไฟฟ้าเข้าเลี้ยงระบบ เมื่อแบตเตอร์รี่ไม่จ่ายไฟ ระบบควบคุมทั้งหมดจึงไม่ทำงาน
๐ เบรกเกอร์ของเครื่องปั่นไฟและเบรกเกอร์ UAT ตัดไฟเอง
๐ สภาวการณ์ในเตากลับเลวร้ายลงอีกเมื่อพัดลมดูดอากาศเข้าเลี้ยงเตาก็ไม่ทำงานเช่นกัน
๐ น้ำมันเตายังคงถูกจ่ายเข้าเตาตลอดเวลาเนื่องจากปั๊มน้ำมันรับไฟฟ้ามาจากด้านซัพพลาย และเนื่องจากไม่สามารถตัดการ

จ่ายน้ำมันด้วยระบบแมนนวลได้หม้อน้ำจึงระเบิด

ข้อเสนอแนะมาตรการปรับปรุง
๐ ควรแก้ไขตู้ BMS ของหม้อน้ำให้ใช้งานได้ตามปกติ
๐ ควรฝึกฝนให้รู้จักการต่อไฟตรงให้วาล์วน้ำมันทำงานได้ด้วยการช๊อตหน้าคอนแทค
๐ ต้องปรับแก้ให้ระบบออโตเมติกของหม้อน้ำทำงานได้ตามปกติทั้งระบบ และต้องเอาใจใส่ในการบำรุงรักษาให้ดี
๐ แบตเตอร์รี่กระแสไฟตรงและระบบทั้งหมดต้องได้รับการดูแลให้อยู่ในสภาพสมบูรณ์
๐ อุปกรณ์ประกอบต่างๆ เช่น พัดลมดูดอากาศเข้าเตา เครื่องตรวจจับสัญญาณการเผาไหม้ และอุปกรณ์จุดเตาต้องได้รับการ

แก้

ไขให้ใช้งานได้ตามปกติ
๐ ควรปรับให้ระบบหยุดจ่ายน้ำมันเมื่อภาระของระบบขึ้นไปถึง 40% หลังจาก 40% ขึ้นไปแล้วให้ใช้การป้อนถ่านหินเป็นเชื้อ

เพลิงเพียงอย่างเดียว
๐ ต้องจัดให้มีระเบียบวิธีบำรุงรักษาเชิงป้องกันอย่างมีระบบให้กับอุปกรณ์ต่างๆ
๐ ต้องปฏิบัติตามระเบียบวิธีในการตรวจสอบและซ่อมบำรุงประจำปี
๐ ควรเพิ่มจำนวนการฝึกอบรมพนักงานปฏิบัติงานและช่างซ่อมบำรุงให้เพียงพอต่อการควบคุมและบำรุงรักษาเครื่อง